„Rozhodli jsme se jít cestou náročných aplikací a komplexního servisu s profesionální technickou podporou. A investovali jsme do nových technologií,“ říká v rozhovoru Michal Kudrnáč, obchodní ředitel Cube CZ. Výrobu desek plošných spojů (DPS) zajišťuje firma Cube CZ ve Ferdinandově v Jizerských horách již více než dvacet let. Firmě se 45 zaměstnanci se v minulosti dařilo realizovaný obrat každoročně zvyšovat. Podle obchodního ředitele Michala Kudrnáče představuje Cube CZ technologickou špičku na českém i slovenském trhu a svou významnou pozici v segmentu si chce v budoucnu uchovat a upevnit i přes nepříznivou současnou situaci spojenou s šířením covidu-19 a souvisejícím útlumem poptávky. Udržet krok s konkurencí je však podle něj možné jen za cenu investic do moderních technologií. „Rozhodnutí zásadně investovat do výrobního procesu padlo zhruba před dvěma lety. Hlavním podnětem byly náročné požadavky našich zákazníků,“ říká Michal Kudrnáč.
Tvrdíte, že patříte k technologické špičce; co to znamená? Desky plošných spojů jsou technologicky i konstrukčně velmi komplexní a složité výrobky. V informačním systému představuje jedna zakázka jen jeden řádek, a u nás zpracováváme 300 až 400 zakázek měsíčně. Může se jednat o jeden kus nebo kusů tisíce. Velikost desky může být od 5 × 5 mm až po maximální velikost výrobního panelu. Ve světě je řada výrobců elektroniky, kteří mají k dispozici moderní technologie, nabídka výrazně převyšuje poptávku. Konkurence je velká a tlak se neustále zvyšuje. Už dávno není ani pravda, že se na Dálném východě a v Asii realizují pouze velké série a že malé objednávky zadávají zákazníci v Evropě. Asijští výrobci již nabízejí střední i prototypové série, navíc za nižší cenu než evropští. Evropa, kde jsou desítky výrobců a mezi nimi i velké společnosti s mnoha pobočkami, je zatím lepší z hlediska dodací doby, ale ani tento rozdíl již není tak razantní. S výrobou desek plošných spojů nižší a střední kategorie náročnosti, s jakou jsme začínali, by naše budoucnost byla nejistá. Proto jsme se rozhodli jít cestou náročných aplikací a komplexního servisu s profesionální technickou podporou. A investovali jsme do nových technologií.
Jaké technologie jste zakoupili a kolik jste do nich investovali? V roce 2018 jsme podepsali smlouvy na realizaci investic do výrobních technologií, jejichž souhrnná hodnota převýšila v té době 50 % realizovaného obratu. V minulém a letošním roce navazujeme dalšími, s čímž samozřejmě úzce souvisí i úprava infrastruktury a výrobních prostor, kde jsou nové stroje umístěny. Zavedli jsme dvě zásadní technologie: v současné době nejmodernější speciální leptací technologii od firmy Schmid, která nám umožňuje vysokou přesnost a uniformitu leptacího procesu z obou stran výrobního panelu v jednom kroku. Druhou zásadní investicí byl nákup technologie přímého osvitu. Z aktuálního pohledu to stále není vše, pokračujeme například zavedením technologie prokovu slepých otvorů. A tak dále…
V čem je nová technologie leptání specifická? Při výrobě plošného spoje se vychází ze základního materiálu, který je na obou stranách opatřen měděnou vrstvou. Do těchto vrstev je třeba takzvaně vykreslit požadované vodivé cesty s tím, že finální tvorba motivu spočívá v jejím odleptání. Nová technologie nám umožňuje v jednom kroku leptat současně vrchní i spodní stranu výrobního panelu ve vysoké kvalitě. Materiál prochází strojem horizontálně a leptací médium na něj dopadá shora i zespoda. Aby však na horní straně nedocházelo k nesourodému působení leptacího média, je zde unikátní systém vakuového odsávání. I díky tomu je výsledkem vysoká přesnost vodičů a jejich profilu s odchylkou v řádech mikrometrů a v neposlední řadě s vysokou uniformitou v celé ploše.
A technologie přímého osvitu přinese konkrétní posun ve výrobě? Viděla jsem v provozu sklad filmů. Prý je už brzy nebudete potřebovat? Dané zařízení již plně využíváme k expozici suchého rezistu i nepájivé masky. Tato investice nám umožňuje opustit časově i materiálově náročnou konvenční technologii, při které se motiv na světlocitlivou vrstvu plošného spoje exponuje kontaktní metodou přes film. Pro výrobu jednovrstvé desky potřebujeme tři různé filmy: na vodivou cestu, na nepájivou masku a servisní potisk s tím, že pro výrobu samotnou se vytvářejí pracovní kopie. V případě vícevrstvých desek plošných spojů narůstá počet filmů až do desítek. Filmy navíc mají omezenou životnost. Opakovaným používáním mění svou velikost a jsou náchylné k mechanickému poškození, což vyžaduje před jejich opětovným použitím důslednou a časově náročnou kontrolu. Dalším aspektem je, že i výrobní panel prochází v průběhu výroby náročným technologickým procesem, při kterém se mění jeho rozměry, dochází k jeho dilataci. Drobné změny se mohou zdát zanedbatelné, nicméně při vysokém rozlišení vodičů, které v současnosti dosahujeme, jsou zásadní a je nutné na ně reagovat. I v návaznosti na další výrobní kroky, například sesazování (registraci) dalších vrstev vícevrstvých desek, je nutné další film přiložit přesně na dříve vyrobené motivy, případně otvory. Přesné shody motivu konvenční metodou dosahujeme za cenu vysokého úsilí a pouze do určitého limitu. Navíc je nutné vždy počítat s výrobou nových filmů, které budou respektovat tyto rozměrové změny. Moderní technologie přímého osvitu provádí expozici přímo na světlocitlivou vrstvu s korekcí rozměrových změn podle zaměřovacích bodů, tedy s „dokonalou“ přesností. Data motivu jsou v elektronické podobě zasílána do počítače zařízení a motiv následně exponován UV LED technologií přímo do vrstvy fotorezistu, nepájivé masky či servisního potisku, což představuje úspory času i materiálu. Jde však o vysokou investici, která musí mít návratnost. Expozici s použitím filmů tedy postupně opouštíme.
K nákupu moderních technologií patří i jejich fundovaná obsluha. Samozřejmě, bylo třeba vytvořit potřebné zázemí pro zařazení strojů do standardního výrobního procesu a proškolit personál. Pracovníky jsme školili ve spolupráci s dodavateli technologií, což je jeden ze zásadních požadavků služeb, který od našich dodavatelů vyžadujeme. Když k tomu přičteme nepřetržitou servisní podporu klíčové technologie, výsledkem je vždy výběr renomovaného a spolehlivého dodavatele. Technickou podporu dodavatele máme vždy i v souvislosti se zavedením technologie do provozu. Pokud je stroj jednoduchý, dá se to zvládnout během několika dnů, nicméně vzhledem ke komplexnosti změny zdroje expozice bylo zařazení technologie přímého osvitu velice náročné. Museli jsme počítat i s návazností na související změny směrem k moderním světlocitlivým materiálům. Potřebovali jsme dalšího odborného partnera a tím byla Fakulta mechatroniky, informatiky a mezioborových studií Technické univerzity v Liberci (TUL).
Jak vám odborníci z TUL pomohli? S libereckou univerzitou jsme v dlouholetém kontaktu. Konzultujeme výběr technologií nebo procesní parametry. Podporuje nás při zaškolování zaměstnanců a zvyšování jejich odbornosti. S akademickou obcí však spolupracujeme i v jiných oblastech. Dokumentovat to lze právě na příkladu zavedení přímého osvitu, který již používáme pro všechny osvitové výrobní kroky. Technologie se dynamicky vyvíjí a její dodavatelé nekomunikují dostatečně s dodavateli materiálů. Osvitový proces odladíte na jeden typ materiálu, nicméně při jeho změně je třeba projít dalším testováním a optimalizací. K tomu je třeba přítomnosti dodavatele technologie i dodavatele materiálu. Ani to ovšem nestačí. Aby byla spolupráce efektivní, je třeba zvolit správnou metodiku, měřitelné ukazatele a v neposlední řadě plán postupného testování. Bavíme se o rozlišení v desítkách mikrometrů. Například vodič šířky 50 μm je o polovinu slabší než průměrný lidský vlas. Odchylky, které potřebujete sledovat a měřit, dosahují jednotek mikrometrů. Univerzitní měrové středisko nám pomohlo s použitím technologie 3D mikroskopie. Ocenili jsme i rychlou odezvu, se kterou jsme měli k dispozici výsledky včetně náměrů. Pohybujeme v oblasti, kterou již nelze lidským okem posoudit. Průběh a výsledky testování byly velkou zkušeností pro nás i univerzitu, ale o testování hovoří s uznáním i naši zahraniční dodavatelé.
Kromě TUL spolupracujete i s vývojovými centry? S univerzitou spolupracujeme spíše na úrovni podpory rozvoje, inovací výrobního procesu, kontroly a testování. Vývojová centra elektrotechniky jsou pak jedním z našich nejvýznamnějších zákaznických segmentů. Díky našim komplexním službám s významnou technickou podporou se podílíme na významných projektech vývoje elektrotechnických zařízení v mnoha oborech. Požadavky vývoje jsou velmi náročné s tím, že vývojáři mnohdy nerespektují či neznají technicko-technologická omezení výrobců. Jedinou cestou je zde propojení vývojáře (zákazníka), návrháře DPS, výrobce DPS i dodavatele osazování. Z dosavadního vztahu objednatel–dodavatel se tak stává poměrně úzká spolupráce několika subjektů zahrnující zvláště intenzivní technickou, ale i komerční komunikaci. Díky spolupráci s Cube CZ má zákazník (vývojář) pouze jednoho partnera pro realizaci projektu, a tudíž i nedělitelnou odpovědnost dodavatele. Právě v tomto máme nastavenou spolupráci s několika vývojovými centry některých významných firem v oblasti vývoje elektroniky.
Dá se říct, že zákazník má někdy nereálnou představu? Někdy ano. Zejména začínající návrháři neodhadnou technologické limity, nedají si práci s implicitním nastavením návrhového systému nebo dělají v návrhu fatální chyby z pohledu nerozumně či nedosažitelně definovaných parametrů například rozměrů vodičů, izolačních mezer, použitých otvorů, mezikruží… My jako výrobce dostáváme zadání od stovek subjektů s různou zkušeností a samozřejmě různým osobitým přístupem. I proto klademe důraz na prvotní technicko-technologickou prověrku. Právě proto, abychom maximálně eliminovali riziko výroby nefunkčního výrobku. V denní praxi je často třeba, samozřejmě ve spolupráci se zákazníkem, návrh usměrnit do vyrobitelné podoby s ohledem na její opakovatelnost.
Na firemních stránkách prezentujete, že zajišťujete kompletní servis včetně osazení a dalšího testování. Dnes už nestačí pouze plnit roli výrobce DPS. Zajišťujeme zakázky od počáteční fáze, kdy dodáváme službu dodávky návrhových dat desky plošného spoje. Další fází je výroba s tím, že zásadně rostoucím trendem je i zajištění osazení včetně dodání elektronických součástek a v neposlední řadě oživení či funkční testování finálního produktu. Komplexní projekt představuje vysokou míru koordinace, kterou umíme zajistit hlavně díky profesionálnímu týmu a prověřeným kooperačním partnerům v ČR, a dnes již i v zahraničí. Takový servis od nás náročný zákazník již běžně očekává.
Máte tady hodně čisto, před vstupem jsem se musela přezout. Ano, některé části provozu, zejména s fotoprocesy, jsou tzv. čisté. Není to tak kritické jako u výroby například integrovaných obvodů, ale když si představíte, že vlas nebo podobná nečistota má rozměry vyráběného motivu, tak pokud by zůstala na desce třeba při osvitu, přenesl by se její obraz do finálního produktu, což je nepřípustné. Stejně mohou zafungovat otisky mastného prstu. Čistota je zásadní, i proto je každý zaměstnanec povinen udržovat čistotu a pořádek, zejména pokud přechází mezi provozy.
Co ekologie a případné odpady? Jsme si vědomi, že se nacházíme v krásné přírodě na hranici Chráněné krajinné oblasti Jizerských hor. Ve výrobě nutně pracujeme s různými chemickými látkami, těžkými kovy, rozpouštědly atd. Zásadní investice šly proto také do kvalitní výkonné čistírny odpadních vod. Nedovolíme si žádný únik nebezpečných látek, bezpečnost je v tomto ohledu na prvním místě. Špičkové technologie a vysoká kvalita mohou být v souladu s kvalitou životního prostředí. /Jaroslava Kočárková/